L’un des éléments constitutifs de la vie océanique peut s’adapter pour faire experience aux effets du changement climatique, selon une nouvelle étude de l’Université d’East Anglia (UEA).
Cette découverte est prometteuse pour les développements biotechnologiques qui pourraient contrecarrer les effets négatifs des situations environnementales changeantes, comme le réchauffement des océans et même la réduction de la productivité des cultures.
En examinant le phytoplancton eucaryote, également appelé microalgues, présent dans de grandes get-togethers de l’océan, l’équipe internationale dirigée par le professeur Thomas Mock de l’UEA a découvert que les algues avaient trouvé un moyen de faire encounter au manque de nutriments, qui devrait augmenter en raison du réchauffement des eaux.. C’est une bonne nouvelle pour la chaîne alimentaire : les microalgues marines sont à la base du moreover grand réseau alimentaire sur Terre, comprenant le krill, les poissons, les pingouins et les baleines, et elles extraient le CO2 de l’atmosphère et produisent de l’oxygène.
Thomas Mock, professeur de microbiologie marine à l’École des sciences de l’environnement de l’UEA et son ancien doctorant, le Dr Jan Strauss, sont les auteurs correspondants de « La xanthorhodopsine localisée dans les plastes augmente la biomasse des diatomées et la productivité de l’écosystème dans les océans de floor limités en fer », publié aujourd’hui. dans la revue Nature Microbiologie.
Le professeur Mock a déclaré : « Pour que les algues produisent de la nourriture et éliminent le CO2 de l’atmosphère, elles ont besoin de la lumière du soleil.
« Le dilemme, cependant, est que la machinerie cellulaire permettant d’utiliser la lumière solaire nécessite beaucoup de fer. Cependant, 35 % de la surface area de l’océan ne contient pas suffisamment de fer pour soutenir la croissance des algues.
« Dans ces zones, la productivité des algues devrait être beaucoup plus réduite, comme dans le cas des cultures sur des terres dépourvues d’engrais riches en fer et en azote, ce qui signifie que les cultures ne pousseront pas aussi bien.
« Le réchauffement climatique augmente la sécheresse sur terre et la même selected se produit dans l’océan : plus les eaux de floor se réchauffent, as well as les nutriments dans ces couches d’eau de surface sont faibles en raison du mélange réduit qui ajoute généralement des nutriments provenant des océans in addition profonds. Par conséquent, les algues sont censés mourir de faim et donc produire moins de nourriture et absorber moins de CO2 de l’atmosphère. »
L’équipe de recherche a découvert que les algues ont trouvé un moyen de faire experience au manque de nutriments, en développant une machinerie cellulaire supplémentaire qui leur permet d’utiliser la lumière du soleil pour croître sans avoir besoin de fer.
Le Dr Strauss a poursuivi le projet de recherche tout en travaillant comme chercheur postdoctoral au Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Hambourg et au GEOMAR, Centre Helmholtz pour la recherche océanique à Kiel, en Allemagne.
Le Dr Strauss a déclaré : « Certains groupes de microalgues peuvent contourner la photosynthèse en utilisant une pompe à protons alimentée par la lumière pour alimenter leur croissance. »
Au lieu de dépendre de protéines photosynthétiques qui ont besoin de fer (pour générer de l’ATP, la monnaie énergétique de toutes les cellules), les algues utilisent une protéine membranaire wise à la lumière qui est apparentée à celle des yeux humains : les rhodopsines. Ces protéines ne nécessitent pas de fer et un groupe spécifique d’entre elles pompe les protons à travers les membranes, ce qui permet la synthèse de l’ATP, qui est une fonction principale de la photosynthèse dans tous les organismes photosynthétiques.
Au cours de ce travail collaboratif, le Dr Shiqiang Gao, désormais affilié au département de neurophysiologie de l’université de Wurtzbourg, a cloné ces rhodopsines de diatomées. Le Dr Gao a confirmé leurs capacités efficaces de pompe à protons, même à basse température, en utilisant des méthodes électrophysiologiques après expression hétérologue.
Le professeur Mock a déclaré : « Cette machinerie cellulaire easy est la raison pour laquelle ils peuvent encore prospérer dans ces océans de surface area pauvres en nutriments, et il est donc également possible qu’ils seront capables de faire confront au réchauffement climatique automobile ils sont préconditionnés. »
Potentiellement, cette découverte pourrait être utilisée pour améliorer la productivité des cultures, qui ont également besoin de fer pour croître, a déclaré le professeur Mock.
« C’est universel pour tous les producteurs primaires. Cette machinerie peut également être utilisée en biotechnologie pour améliorer la productivité des microbes qui ne peuvent pas utiliser la lumière, comme la levure. Nous pouvons les modifier pour qu’ils puissent utiliser la lumière pour leur croissance, ce qui est souhaitable en biotechnologie », comme la production d’insuline, d’antibiotiques, d’enzymes, d’antiviraux et même de biocarburant.
Le travail de l’équipe est particulièrement pertinent pour l’océan Austral, qui est à la fois le plus grand écosystème aquatique limité en fer et l’un des moreover productifs, abritant les moreover grandes populations de consommateurs d’algues.
Le professeur Mock a déclaré : « Aucun autre habitat sur Terre n’est in addition crucial que nos océans pour la survie des humains et de la vie en général. »
